Network Time Protocol e Computer Time Synchronization

Chiedi a qualsiasi amministratore di rete o ingegnere IT e chiedi loro quanto sia importante sincronizzazione dell'ora di rete è e normalmente otterrete la stessa risposta - molto.

Il tempo viene utilizzato in quasi tutti gli aspetti dell'informatica per la registrazione quando si verificano eventi. In effetti, i timestamp sono l'unico riferimento che un computer può utilizzare per tenere traccia delle attività che ha svolto e di quelle che non ha ancora fatto.

Quando le reti non sono sincronizzate, il risultato può essere un vero problema per chiunque abbia il compito di eseguirne il debug. I dati possono essere spesso persi, le applicazioni non possono iniziare, la registrazione degli errori è quasi impossibile, per non parlare delle vulnerabilità della sicurezza che possono verificarsi se non c'è un tempo di rete sincronizzato.

NTP (Network Time Protocol) è l'applicazione principale per la sincronizzazione dell'ora che è presente da 1980. È stato costantemente sviluppato ed è utilizzato praticamente da qualsiasi rete di computer che richiede un tempo preciso.

La maggior parte dei sistemi operativi ha già installata una versione di NTP e l'utilizzo per sincronizzare un singolo computer è relativamente semplice utilizzando le opzioni nelle impostazioni dell'orologio o nella barra delle applicazioni.

Tuttavia, utilizzando l'applicazione NTP o il demone incorporati su un computer, il dispositivo utilizza una sorgente di tempo internet come riferimento temporale. Tutto questo va bene per le singole macchine desktop, ma su una rete è necessaria una soluzione più sicura.

È vitale su qualsiasi rete di computer che non vi siano vulnerabilità nel firewall che possono portare ad attacchi da parte di utenti malintenzionati. Mantenere una porta aperta per comunicare con una sorgente di sincronizzazione di Internet è un metodo che un utente malintenzionato può utilizzare per entrare in una rete.

Fortunatamente ci sono alternative all'uso di internet come fonte di temporizzazione. Segnali orari di orologio atomico può essere ricevuto utilizzando la radio a onde lunghe o le trasmissioni GPS.

dedito NTP time server sono disponibili dispositivi che rendono estremamente facile la sincronizzazione del tempo NTP server riceve il tempo (esternamente al firewall) e può quindi distribuire a tutte le macchine su una rete - questo viene fatto in modo sicuro e accurato con la maggior parte delle reti sincronizzate su un server NTP che lavora a pochi millisecondi l'una dall'altra.

Orologi atomici ora raddoppiati in precisione

Come con l'avanzata della tecnologia informatica che sembra aumentare esponenzialmente di capacità ogni anno, anche gli orologi atomici sembrano aumentare drasticamente nella loro accuratezza anno dopo anno.

Ora, quei pionieri della tecnologia degli orologi atomici, l'US National Institute of Standards Time (NIST), hanno annunciato di essere riusciti a produrre un orologio atomico con precisione due volte superiore a quella degli orologi precedenti.

L'orologio è basato su un singolo atomo di alluminio e il NIST sostiene che può rimanere preciso senza perdere un secondo in più di 3.7 miliardi di anni (all'incirca nello stesso periodo in cui la vita è esistita sulla Terra).

Il precedente orologio più accurato è stato ideato dalla tedesca Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) ed era un orologio ottico basato su un atomo di stronzio ed era accurato per un secondo in oltre un miliardo di anni. Questo nuovo orologio atomico del NIST è anche un orologio ottico ma è basato su atomi di alluminio, che secondo la ricerca del NIST con questo orologio, è molto più accurato.

Gli orologi ottici usano i laser per mantenere gli atomi immobili e differiscono dai tradizionali orologi atomici usati dalle reti di computer NTP server (Network Time Protocol) e altre tecnologie basate sugli orologi delle fontane. Non solo questi tradizionali orologi da fontana usano il cesio come atomo di conservazione del tempo, ma al posto dei laser usano liquidi e vuoti super-raffreddati per controllare gli atomi.

Grazie al lavoro di NIST, PTB e del Regno Unito NPL (Gli orologi atomici del National Physical Laboratory) continuano ad avanzare in modo esponenziale, tuttavia questi nuovi orologi atomici ottici basati su atomi come l'alluminio, il mercurio e lo stronzio sono ben lungi dall'essere usati come base per UTC (Coordinated Universal Time).

L'UTC è governato da una costellazione di orologi a fontana al cesio che, pur essendo ancora precisi per un secondo negli anni 100,000, sono di gran lunga meno precisi di questi orologi ottici e sono basati su una tecnologia vecchia di oltre cinquant'anni. E sfortunatamente fino a quando la comunità scientifica mondiale non sarà d'accordo su un design di atomo e orologio da utilizzare a livello internazionale, questi orologi atomici precisi rimarranno solo un gioco della comunità scientifica.

L'effetto dei brillamenti solari sul GPS

Le condizioni meteorologiche future potrebbero influenzare i dispositivi GPS, tra cui la navigazione satellitare e NTP GPS time server.

Mentre molti di noi hanno dovuto affrontare un clima estremo lo scorso inverno, stanno arrivando ulteriori tempeste, questa volta dallo spazio.

Brillamenti solari sono un evento normale sulla superficie del sole. Mentre gli scienziati non sono completamente sicuri di ciò che li causa, sappiamo due cose sui brillamenti solari: - sono ciclici - e sono legati a l'attività delle macchie solari.

Per gli ultimi undici anni l'attività delle macchie solari del sole - piccole depressioni scure che appaiono sulla superficie del sole - è stata minima. Ma questo ciclo di undici anni è giunto al termine e alla fine dello scorso anno c'è stato un aumento delle macchie solari, il che significa che 2010 sarà un anno eccezionale per le macchie solari e le brillamenti solari.

Ma non c'è bisogno di preoccuparsi di diventare tostati dai brillamenti solari, poiché queste esplosioni di gas caldi che brillano dal sole non arrivano mai abbastanza lontano da raggiungere la Terra, tuttavia, possono influenzarci in modi diversi.

I brillamenti solari sono esplosioni di energia e come tali emettono radiazioni e particelle ad alta energia. Sulla terra, siamo protetti da queste esplosioni di energia e radiazioni dal campo magnetico terrestre e dalla ionosfera, tuttavia le comunicazioni satellitari non lo sono e questo può portare a problemi.

Mentre l'effetto della radiazione solare è molto debole, può rallentare e riflettere le onde radio mentre viaggiano attraverso la ionosfera verso la Terra. Questa interferenza può causare problemi ai satelliti GPS in particolare quando dipendono dalla precisione per fornire informazioni di navigazione.

Mentre gli effetti dei brillamenti solari sono lievi, è possibile che i dispositivi GPS incontrino brevi periodi di assenza di segnale e anche il problema dei segnali imprecisi che significano il posizionamento di informazioni può diventare inaffidabile.

Ciò non influirà solo sulla navigazione, in quanto il sistema GPS viene utilizzato da centinaia e migliaia di reti di computer come fonte di tempo affidabile.

Mentre la maggior parte dedicato GPS time server dovrebbe essere in grado di far fronte a periodi di instabilità senza perdere precisione, per gli amministratori di rete preoccupati che non vogliono andare al lavoro per scoprire che i loro sistemi si sono bloccati a causa di una mancanza di sincronizzazione potrebbe voler prendere in considerazione l'utilizzo di un server di riferimento della rete radio che utilizza la trasmissione broadcast come MSF o WVBB.

Dual time server NTP (Network Time Protocol) sono anche disponibili in grado di ricevere sia la radio che il GPS, garantendo che una fonte di tempo sia sempre costantemente disponibile.

Una guida per una rete Sincronizzazione con NTP

(Network Time ProtocolNTP) È un protocollo TCP / IP sviluppata quando internet era ancora agli albori. È stato sviluppato da David Mills del University of Delaware che stava cercando di sincronizzare i computer in una rete con un grado di precisione.

NTP è un protocollo basato su UNIX, ma è stato portato ad operare in modo altrettanto efficace su PC e una versione è stata inclusa con i sistemi operativi a partire da Windows 2000 (incluso Windows 7, Vista e XP).

NTP, e il demone (applicazione) che controlla, non è solo un metodo di passare il tempo in giro. Qualsiasi sistema che esegue il demone NTP può agire come un client interrogando il tempo di riferimento da altri server o può dare il proprio tempo a disposizione per altri dispositivi da utilizzare che in effetti lo trasforma in un server il tempo stesso. Esso può anche agire come un peer collaborando con altri peer per trovare l'origine ora più stabile e preciso utilizzo.

Uno degli aspetti più flessibili di NTP è la sua natura gerarchica. NTP divide i dispositivi in ​​strati, ogni livello di strato è definita dalla sua vicinanza al clock di riferimento (orologio atomico). La stessa orologio atomico è un dispositivo strato 0, il dispositivo più vicino ad esso (spesso time server NTP dedicato) È un dispositivo di strato 1 mentre gli altri dispositivi che si collegano a quello strato diventare 2. NTP in grado di mantenere la precisione entro i livelli di falda 16.

Qualsiasi rete che deve essere sincronizzato, deve innanzitutto identificare e localizzare una sorgente di tempo per NTP da distribuire. Fonti Internet di tempo sono disponibili, ma ti sono spesso presi da dispositivi strato 2 che operano attraverso il firewall. L'unico modo NTP può scrutare il tempo è se la porta TCP / IP viene lasciata aperta per permettere il traffico attraverso. Questo potrebbe portare a problemi di sicurezza come utenti malintenzionati possono trarre vantaggio da questo buco firewall.

dedito NTP time server trovare una fonte di tempo tramite segnali GPS o la radio e quindi non lasciare una rete vulnerabile agli attacchi. Allegando un NTP time server a una rete router e complessiva del centinaia e persino migliaia di dispositivi possono essere sincronizzati grazie alla struttura gerarchica di NTP.

Nuove tecnologie e la crescente importanza della sincronizzazione temporale

La Protocollo NTP (Network Time Protocol) sin dai primissimi giorni di Internet è stato responsabile della sincronizzazione del tempo tra le reti di computer. Non solo l'NTP è efficace in questo, ma quando è connesso a una fonte di UTC (Coordinated Universal Time), NTP è anche estremamente preciso.

La maggior parte delle reti di computer si connettono a UTC tramite un dedicato NTP time server. Questi dispositivi utilizzano una connessione esterna a un orologio atomico per ricevere il tempo e quindi distribuirlo su una rete. Collegandosi esternamente, tramite GPS (Global Positioning System) o radio a onde lunghe, non solo ci sono NTP time server incredibilmente accurati ma sono anche molto sicuri in quanto non si basano su una connessione internet per il tempo.
Anche i time server NTP vengono sempre più utilizzati per altre nuove innovazioni. Non solo le tecnologie tradizionali come CCTV, semafori, controllo del traffico aereo e borsa, dipendono dalla sincronizzazione dell'orario con i server del tempo, ma anche una quantità crescente di tecnologie moderne.

NTP time server sono ora comuni nel moderno Firma digitale sistemi (l'uso di televisori a schermo piatto per la pubblicità fuori casa). Queste schermate in rete sono spesso sincronizzate per consentire campagne pianificate e orchestrate.

Una campagna di digital signage sincronizzata è un metodo per rendere evidente una campagna pubblicitaria fuori casa. Ciò è sempre più importante in quanto viene implementato sempre più digital signage rendendo difficile una campagna di digital signage convenzionale da attirare l'attenzione.

Sincronizzando più schermi con un server temporale NTP ed eseguendo una campagna pianificata e sincronizzata. Ciò consente ai contenuti di essere programmati o cronometrati per massimizzarne l'impatto.

I piccoli time server possono essere installati direttamente nella segnaletica digitale di Custodia per LCD sebbene la maggior parte di questi dispositivi di sincronizzazione del tiem richiedano un segnale GPS o a onda lunga, l'antenna può essere problittica. Una soluzione migliore è quella di collegare in rete la segnaletica digitale e utilizzare un singolo Server NTP come metodo di sinconizzazione.

NTP potrebbe essere il protocollo più vecchio su Internet e NTP time server sono in circolazione da quasi due decenni, ma questa tecnologia e software relativamente antichi non sono mai stati così richiesti.

La precisione scientifica dell'orologio atomico

La precisione sta diventando sempre più importante nelle moderne tecnologie e non più della precisione nel mantenimento del tempo. Da Internet alla navigazione satellitare, la sincronicità precisa e accurata è vitale nell'età moderna.

In effetti molte delle tecnologie che diamo per scontate nel mondo di oggi, non sarebbero possibili se non fosse per le macchine più accurate inventate - il orologio atomico.

Gli orologi atomici sono solo dispositivi di indicazione del tempo come altri orologi o orologi. Ma ciò che li contraddistingue è l'accuratezza che possono ottenere. Come esempio grezzo il tuo orologio meccanico standard, come una torre dell'orologio del centro città, andrà alla deriva fino a un secondo al giorno. Orologi elettronici come orologi digitali o radiosveglia sono più accurati. Questi tipi di orologio si spostano di un secondo in circa una settimana.

Tuttavia, quando si confronta la precisione di un orologio atomico in cui un secondo non sarà perso o guadagnato negli anni 100,000 o più, l'accuratezza di questi dispositivi è incomparabile.

Gli orologi atomici possono raggiungere questa precisione dagli oscillatori che usano. Quasi tutti i tipi di orologio hanno un oscillatore. In generale, un oscillatore è solo un circuito che scandisce regolarmente.

Gli orologi meccanici usano pendoli e molle per fornire un'oscillazione regolare mentre gli orologi elettronici hanno un cristallo (solitamente al quarzo) che, quando viene attraversata una corrente elettrica, fornisce un ritmo preciso.

Gli orologi atomici usano l'oscillazione degli atomi durante diversi stati energetici. Spesso il cesio 133 (e talvolta il rubidio) viene usato come oscillazione transitoria iperfina su 9 miliardi di volte al secondo (9,192,631,770) e questo non cambia mai. In effetti, il Sistema internazionale di unità (SI) ora considera ufficialmente un secondo tempo come 9,192,631,770 cicli di radiazione dall'atomo di cesio.

Gli orologi atomici forniscono la base per la scala cronologica globale del mondo - UTC (Coordinated Universal Time). E le reti di computer in tutto il mondo rimangono sincronizzate utilizzando segnali orari trasmessi da orologi atomici e rilevati NTP time server (Network Time Server).

Network Time Protocol e Network Time Synchronization

La sincronizzazione delle reti di computer è qualcosa che molti amministratori danno per scontato. Server di rete dedicati possono ricevere un'orario orario e distribuirlo tra una rete, in modo accurato, sicuro e preciso.

Però, sincronizzazione temporale precisa è reso possibile solo grazie al protocollo temporale NTP - Protocollo orario di rete.

NTP è stato sviluppato quando Internet era ancora nella sua infanzia e Il professor David Mills e il suo team della Delaware University stava cercando di sincronizzare il tempo su una rete di poche macchine. Hanno sviluppato la primissima interpretazione della NTP, che ha continuato a essere sviluppata fino ai giorni nostri, quasi trent'anni dopo la sua prima creazione.

NTP non era allora, e non è ora, l'unico software di sincronizzazione del tempo, ci sono altre applicazioni e protocolli che svolgono un compito simile ma NTP è il più utilizzato (di gran lunga con oltre 98% di applicazioni di sincronizzazione temporale che lo utilizzano). È inoltre fornito con i più moderni sistemi operativi con una versione di NTP (in genere SNTP, una versione semplificata) installata sul sistema operativo Windows 7 più recente.

NTP ha svolto un ruolo importante nella creazione di Internet che conosciamo e amiamo oggi. Molte applicazioni e attività online non sarebbero possibili senza sincronizzazione temporale accurata e NTP.

Il trading online, le aste su internet, il banking e il debugging delle reti si basano tutti su una sincronizzazione temporale accurata. Anche l'invio di una e-mail richiede la sincronizzazione dell'ora con il server di posta elettronica, altrimenti i computer non sarebbero in grado di gestire le e-mail provenienti da macchine non sincronizzate che potrebbero arrivare prima della loro spedizione.

NTP è un protocollo software gratuito ed è disponibile online da NTP.org Tuttavia, la maggior parte delle reti di computer che richiedono un tempo sicuro e preciso vengono utilizzate principalmente server NTP dedicati che operano esternamente alla rete e al firewall ottenendo il tempo dai segnali di un orologio atomico garantendo una precisione milliseconda con la scala cronologica globale del mondo UTC (Coordinated Universal Time).

Scegliere un Time Server per la tua rete

Qualsiasi amministratore di rete ti dirà quanto sia importante sincronizzazione temporale è per una moderna rete di computer. I computer si affidano al tempo per quasi tutto, soprattutto nell'età odierna del trading online e della comunicazione globale, dove l'accuratezza è essenziale.

Non garantire che i computer vengano accuratamente sincronizzati insieme può portare a tutti i tipi di problemi: perdita di dati, vulnerabilità della sicurezza, impossibilità di condurre transazioni sensibili al tempo e difficoltà di debugging possono essere causati da una mancanza o meno della sincronizzazione temporale.

Ma garantire che ogni computer su una rete abbia esattamente lo stesso tempo è semplice grazie a due tecnologie: l'orologio atomico e il NTP server (Network Time Protocol).

Gli orologi atomici sono cronometri estremamente accurati. Possono mantenere il tempo e non andare alla deriva di più di un secondo in migliaia di anni ed è questa precisione che ha reso possibili tecnologie e applicazioni come la navigazione satellitare, il trading online e il GPS.

La sincronizzazione dell'ora per le reti di computer è controllata dal time server di rete, comunemente indicato come server NTP dopo il protocollo di sincronizzazione dell'ora che utilizzano, Network Time Protocol.
Quando si tratta di scegliere un server orario, ci sono davvero solo due tipi reali: il riferimento radio NTP time server e il GPS NTP time server.

I server dei tempi di riferimento radio ricevono il tempo dalla trasmissione a onde lunghe trasmessa dai laboratori di fisica come NIST in Nord America o NPL nel Regno Unito. Queste trasmissioni possono essere spesso rilevate in tutto il paese di origine (e oltre) anche se la topografia locale e le interferenze da altri dispositivi elettrici possono interferire con il segnale.

GPS time server, d'altra parte, utilizzare il segnale di navigazione satellitare trasmesso dai satelliti GPS. Le trasmissioni GPS sono generate da orologi atomici a bordo dei satelliti, quindi sono una fonte di tempo estremamente precisa proprio come l'orologio atomico generato dal tempo trasmesso dai laboratori di fisica.

Oltre allo svantaggio di dover disporre di un'antenna sul tetto (il GPS funziona in base alla linea di vista, quindi è essenziale una chiara visione del cielo), il GPS è ottenibile letteralmente ovunque sul pianeta.

Come entrambi tipi di server del tempo può fornire una fonte accurata di tempo affidabile la decisione di quale tipo di server di tempo dovrebbe essere basato sulla disponibilità di segnali a onda lunga o se è possibile installare un'antenna GPS sul tetto.

Utilizzo del GPS come fonte di tempo preciso

Il Global Positioning System (GPS) è uno strumento sempre più popolare, utilizzato in tutto il mondo come fonte di orientamento e navigazione. Tuttavia, la rete GPS offre molto di più della semplice navigazione satellitare poiché le trasmissioni trasmesse dai satelliti GPS possono essere utilizzate anche come fonte di tempo estremamente precisa.

I satelliti GPS sono in realtà solo orologi orbitanti poiché ognuno contiene orologi atomici che generano un segnale orario. È il segnale orario trasmesso dai satelliti GPS che i ricevitori di navigazione satellitare di auto e aerei utilizzano per calcolare distanza e posizione.

Il posizionamento è possibile solo perché i segnali orari sono così precisi. Ad esempio, i navigatori dei veicoli usano i segnali di quattro satelliti in orbita e triangolano le informazioni per calcolare la posizione. Tuttavia, se c'è solo un secondo di inaccuratezza con uno dei segnali temporali, le informazioni di posizionamento potrebbero essere migliaia di miglia che si rivelano inutili.

È testamento dell'accuratezza degli orologi atomici utilizzati per generare i segnali GPS che attualmente un ricevitore GPS può calcolare la sua posizione sulla Terra entro cinque metri.

Poiché i satelliti GPS sono così precisi, rappresentano una fonte ideale di tempo sincronizzare una rete di computer a. A rigor di termini, il tempo GPS differisce dalla scala internazionale UTC (coordinata Universal Time) in quanto UTC ha aggiunto ulteriori secondi intercalari per garantire la parità con la rotazione terrestre, ovvero 18 secondi prima del GPS, ma è facilmente convertibile dall'NTP alla sincronizzazione dell'ora protocollo (Network Time Protocol).

GPS time server ricevere il segnale orario GPS tramite un'antenna GPS che deve essere posizionata sul tetto per ricevere le trasmissioni della linea di mira. Una volta ricevuto il segnale GPS, il GPS NTP time server distribuirà il segnale a tutti i dispositivi sulla rete NTP e corregge qualsiasi deriva su singole macchine.

GPS time server sono dispositivi dedicati facili da usare e possono garantire una precisione millisecondo rispetto a UTC senza i rischi per la sicurezza legati all'utilizzo di una sorgente di tempo internet.

Utilizzo del segnale WWVB per la sincronizzazione temporale

Tutti noi ci affidiamo al tempo per pianificare le nostre giornate. Orologi da polso, orologi da parete e persino il lettore DVD ci dicono tutto il tempo ma, a volte, questo non è abbastanza accurato, soprattutto quando il tempo deve essere sincronizzato.

Esistono molte tecnologie che richiedono precisione estremamente precisa tra i sistemi, dalla navigazione satellitare a molte applicazioni Internet, il tempo preciso sta diventando sempre più importante.

Tuttavia, raggiungere la precisione non è sempre semplice, soprattutto nelle moderne reti di computer. Mentre tutti i sistemi di computer hanno orologi incorporati, questi non sono pezzi di tempo precisi ma oscillatori a cristallo standard, la stessa tecnologia utilizzata in altri orologi elettronici.

Il problema di affidarsi a orologi di sistema come questo è che sono inclini alla deriva e su una rete composta da centinaia o migliaia di macchine, se gli orologi stanno andando alla deriva ad una velocità diversa - il caos può presto verificarsi. Le e-mail vengono ricevute prima che vengano inviate e le applicazioni critiche per il tempo non riescono.

Gli orologi atomici sono i pezzi di tempo più accurati in giro ma questi sono strumenti di laboratorio su larga scala e sono poco pratici (e molto costosi) per essere usati dalle reti di computer.

Tuttavia, i laboratori di fisica come il Nord America NIST (National Institute of Standards and Time) hanno orologi atomici da cui trasmettono segnali orari. Questi segnali orari possono essere utilizzati dalle reti di computer ai fini della sincronizzazione.

In Nord America, viene chiamato il codice temporale trasmesso dal NIST WWVB e viene trasmesso da Boulder, in Colorado, sull'onda lunga di 60Hz. Il codice temporale contiene l'anno, il giorno, l'ora, i minuti, il secondo e, dato che è una fonte di UTC, qualsiasi secondo intercalare aggiunto per garantire la parità con la rotazione della Terra.

Ricevere il segnale WWVB e utilizzarlo per sincronizzare una rete di computer è semplice. I server orari della rete di riferimento radio possono ricevere questa trasmissione in tutto il Nord America e utilizzando il protocollo NTP (Network Time Protocol).

Un dedicato NTP time server in grado di ricevere il segnale WWVB è in grado di sincronizzare centinaia e persino migliaia di dispositivi diversi con il segnale WWVB assicurando che ognuno sia entro pochi millisecondi di UTC.